Цель и задачиисследований Цель работы заключалась в изучении филогенетических и популяционно-генетических закономерностей эволюции мутуалистического симбиоза, направленном на анализ генетических механизмов коэволюции растений и микроорганизмов, а также на разработку подходов и методов для создания экологически эффективных надорганизменных комплексов.
Для достижения это цели мы поставили перед собой ряд задач. На примере групп перекрестной инокуляции бобовых растений изучить филогенетические закономерности эволюции симбиотической специфичности, проявляемой при образовании эффективного (N2-фиксирующего) симбиоза, и проанализировать связь симбиотического потенциала со степенью окультуренности растений.
Охарактеризовать полиморфизм симбиотических систем, обусловленный разнообразием клубеньковых бактерий (Rhizobium leguminosarum bv. viceae, Sinorhizobium meliloti) и бобовых растений (люцерна, донник, пажитник, козлятник) для оценки эволюционной ценности и селекционного потенциала различных параметров симбиосистем (азотфиксирующей активности и симбиотической эффективности).
Оценить относительные вклады растительных и бактериальных генотипов в определение экологической эффективности растительно-микробного взаимодействия. На основе анализа связи между эффективностью и специфичностью симбиоза сформулировать основные принципы селекции хозяйственно-ценных симбиотических систем.
С целью анализа механизмов коэволюции бобовых растений и ризобий на повышение эффективности мутуализма разработать методику математического моделирования микроэволюционных процессов, происходящих при взаимодействии симбиотических бактерий с растениями-хозяевами. С помощью созданных моделей охарактеризовать действие ключевых микроэволюционных факторов (мутационный процесс, перенос генов, различные формы отбора, генетико-автоматические процессы) при формировании генетической структуры микробно-растительных симбиозов.
Путем компьютерных экспериментов изучить связь эффективности симбиоза со специфичностью взаимодействия партнеров и с уровнем их изменчивости. Построить обобщенные схемы эволюции систем “растение-микроорганизм”, позволяющие анализировать популяционные механизмы становления мутуалистического симбиоза и разрабатывать приемы для генетического регулирования его эффективности.